Проектирование технологических процессов механической обработки деталей

Выбор варианта маршрутно-технологического процесса меха­ нической обработки и его технико-экономическое обоснование. В

этом разделе производится выбор и обоснование методов обработки всех поверхностей на основе технических требований чертежа, а также при­ водятся технико-экономическое обоснование выбранного технологиче­ ского процесса. Намечая маршрутный технологический процесс, следует использовать типовые технологические процессы, а также технологиче­ ские характеристики методов обработки.

Для решения этой задачи могут быть рекомендованы следующие положения:

1. Вначале обрабатывают поверхности, принятые за технологи­ ческие базы.

2.Затем обрабатывают остальные поверхности в последователь­ ности, обратной их степени точности: чем точнее обработана по­ верхность, тем позже ее обрабатывают. Последней обрабатывают ту поверхность, которая является наиболее точной и имеет наи­ большее значение для работы детали в машине.

3.В конец маршрута часто выносят обработку легкоповреждаемых поверхностей, к которым относятся резьбы.

4.Для своевременного выявления дефектов заготовки (раковины, трещины и др.) вначале производят черновую, а если требуется, то и чис­ товую обработку поверхностей, на которых эти дефекты не допускаются.

5.Если деталь подвергают термической обработке, то техпро­ цесс механической обработки разделяют на две части: процесс до термообработки и после нее.

6.Отделочные операции обычно выносят в конец маршрута, что уменьшает риск случайных повреждений окончательно обработан­ ных поверхностей в процессе обработки и транспортирования.

7.Последовательность обработки зависит от системы простановки размеров. В первую очередь требуется обрабатывать ту поверхность, относительно которой на чертеже координировано большее число дру­ гих поверхностей. Вспомогательные операции (сверление мелких отвер­ стий, зачистка и т. д.) обычно выполняют на стадии чистовой обработки.

После предварительного составления последовательности обра­ ботки поверхностей выбирают способы и средства обработки каж­ дой из них и определяют количество переходов (операций), необ­ ходимых для обработки заготовки.

10

Число переходов (операций), обеспечивающих заданную точ­ ность поверхности, определяется следующим образом: определяют уточнение технологического процесса, которое позволяет обеспе­ чить заданную точность детали:

Г

_ 1 заг.

где Тзаг - допуск на заготовку, мм;

7 ^ -допуск на деталь, мм.

Уточнение технологического процесса можно определить

8, - уточнение, даваемое каждым видом обработки:

где - допуск, обеспеченный предыдущим переходом или опе­

рацией; Г--допуск, полученный на данной операции (переходе).

Для расчета количества операций (переходов) используют дан­ ные о среднеэкономических допусках.

При выборе вариантов техпроцесса необходимо произвести рас­ чет операционного размера при наличии погрешности базирования, расчет операционных размеров на предшествующих операциях, оп­ ределение предельных значений припуска на операцию.

Варианты выбора производятся на основе теории расчета раз­ мерных цепей.

Один из вариантов расчета выдается руководителем проекта (расчеты производятся для студентов МСФ).

При проектировании обработки на станках с ЧПУ для сокраще­ ния штучного времени рекомендуется:

11

1. Для обработки отверстий с точностью 6-7 квалитетов точно­ сти с диаметром до 18 мм после сверления их обрабатывают двумя развертками (предварительно и окончательно). Для отверстий более 18 мм применяют чистовое растачивание.

2. При обработке отверстий 8-9 квалитетов точности оконча­ тельную обработку производят одной разверткой после сверления или растачивания.

3.Для повышения производительности при обработке группы одинаковых отверстий 11-12 квалитетов точности и предваритель­ ной обработки 7-8 квалитетов точности целесообразно выполнять последовательно путем обработки всех отверстий группы вначале одним инструментом, а затем другим.

Обработку отверстий с точными межцентровыми расстояниями

иокончательные переходы при обработке отверстий 7-8 квалитетов целесообразно выполнять для каждого отверстия всеми видами ин­ струментов последовательно.

4.На станках с ЧПУ обработка ведется без кондукторов, поэтому пе­ ред сверлением отверстий с диаметром до 15 мм рекомендуется произ­ водить центрование, что повышает точность обработки и исключает увод сверла. При выборе металлорежущего оборудования для массового

икрупносерийного производства необходимо отдавать предпочтение автоматам, полуавтоматам и станкам с быстрозажимными гидравличе­ скими устройствами, а для серийного производства - станкам с ЧПУ.

При разработке маршрутного техпроцесса для серийного и мел­ косерийного производства в основу следует закладывать использо­ вание гибких производственных модулей (ГПМ).

Эффективность выбранного варианта техпроцесса определяется на основе расчетов экономической эффективности.

Технологический процесс, с которым производится сравнение, называется базовым.

Общим экономическим показателем эффективности техпроцесса является величина годовой экономии.

Итоги работы на данном этапе: перечень и содержание опера­ ций, оборудование и оснастка, режущий, вспомогательный и мери­ тельный инструменты, применяемые на операциях. Все эти сведе­ ния заносятся в маршрутную карту.

12

Расчет и назначение припусков на механическую обработку.

Студенты всех специальностей МСФ в курсовом проекте произво­ дят расчет припусков для двух разнотипных поверхностей, а на ос­ тальные обрабатываемые поверхности - назначение припусков по соответствующим нормативам.

Студенты АТФ производят только назначение припусков на все обрабатываемые поверхности, но по желанию студент может про­ извести и расчет припусков.

На основании определения припусков выполняется расчет пре­ дельных размеров по всем технологическим операциям и перехо­ дам обработки.

Для поверхностей, у которых припуск определен расчетным пу­ тем, вычерчиваются схемы расположения промежуточных припус­ ков и допусков.

Значения припусков и допусков заносятся в сводную таблицу.

Проектирование операций механической обработки. Выбор струк­ туры операций и рациональной последовательности переходов тесно связан с выбором оборудования и технологической оснастки. Вы­ бор оборудования зависит от конструктивных особенностей и раз­ меров детали; технических требований, определяющих параметры точности заготовки, которые должны быть обеспечены на данной технологической операции, технологических возможностей обору­ дования, экономической целесообразности применения специаль­ ного оборудования.

Решающим фактором при выборе того или иного станка (если операцию можно выполнить на разных станках, обеспечивающих выполнение технических требований к детали) является экономич­ ность процесса обработки.

При выборе технологической оснастки следует по возможности применять наиболее быстродействующие автоматизированные много­ местные приспособления. Следует применять стандартные или унифи­ цированные приспособления и вспомогательные инструменты.

При определении номенклатуры режущего инструмента стре­ мятся, как правило, использовать стандартный инструмент. Приме­ нение специального инструмента должно быть обосновано в ПЗ.

13

Инструмент для контроля готовой детали выбирают на стадии анализа и разработки технических требований к детали.

При проектировании операций механической обработки уточняется их содержание, намеченное при составлении маршрута, устанавлива­ ются последовательность и возможность совмещения переходов во времени, окончательно выбираются оборудование, режущие инстру­ менты и приспособления, назначаются режимы резания, нормы време­ ни, устанавливаются настроечные размеры, даются схемы наладок.

Для каждой операции механической обработки выбираются и обосновываются установочные поверхности (базы).

При выборе баз необходимо стремиться к их постоянству и к со­ вмещению конструкторских и технологических баз. При этом необ­ ходимо графически изобразить базы на операционных эскизах в соответствии с действующими стандартами.

При проектировании обработки на станках с ЧПУ необходимо произвести увязку траектории движения инструмента, исходной точки и положения заготовки с системой координат станка. При­ способление должно иметь точную привязку к координатной сис­ теме станка.

Расчет режимов резания (только для студентов МСФ) произво­ дится по указанию руководителя проекта для двух операций, а на остальные режимы назначаются по нормативам.

Режимы резания сводятся в таблицу, приведенную в учебных пособиях по проектированию технологических процессов механи­ ческой обработки в машиностроении.

Определение норм времени. Все операции подлежат техническо­ му нормированию по элементам.

Для массового производства определяются нормы штучного време­ ни, для серийного - норма штучно-калькуляционного времени.

Для одной операции по указанию руководителя приводится под­ робный расчет нормы времени. Нормы времени для остальных опе­ раций и переходов приводятся в таблице.

По классификаторам определяют коды профессии, тарифные ставки, по тарифно-квалификационному справочнику устанавлива­ ют разряд работы, определяют коэффициент штучного времени, число рабочих и число одновременно обрабатываемых заготовок.

14

Расчет потребного количества станков. Производится на осно­ ве данных определения норм времени.

При этом строятся графики:

1)загрузки станков;

2)использования оборудования по основному времени;

3)загрузки станков по мощности (только для студентов МСФ);

4)стойкости инструментов (только для студентов МСФ). Далее определяется возможность многостаночного обслуживания.

Итоги этого раздела заносятся в технологические операционные

карты.

Содержание операции или перехода описывается в операционной карте в повелительном наклонении неопределенной формы (от названия режущего инструмента) с указанием наименования обрабатываемой по­ верхности и ее цифрового обозначения на эскизе. В содержание перехо­ дов не следует включать размер обрабатываемой поверхности, который указывается на операционном эскизе, т. е. повторение размеров не до­ пускается. Содержание перехода преимущественно должно вмещаться в одной строчке (строчная запись переходов и операций). Все переходы, кроме установки детали, нумеруются арабскими цифрами: 1, 2 и т.д. В колонке «Режущий инструмент» указываются наименование инстру­ мента, материал и характеристика, ГОСТ или ТУ.

Диаметр обработки ставят тот, который определяет скорость резания. Операционный эскиз вычерчивается в произвольном масштабе, но форма и расположение детали на эскизе должны соответствовать форме

и расположению детали на станке в конце выполняемой операции. Режущий инструмент на операционном эскизе не указывается, за

исключением многоинструментальных наладок.

Обрабатываемые поверхности на данной операции (позиции) выделяются линией толщиной 2S. Базы обозначаются знаком в со­ ответствии со стандартом.

На операционном эскизе проставляются только те размеры с до­ пусками, которые должны быть получены на данной операции, а также проставляются некоторые габаритные и справочные размеры.

Остальные графы операционной карты заполняются в соответст­ вии с ЕСТД и классификаторами технологических операций.

Заполнение операционных карт производится черными черни­ лами или на компьютере.

15

Заготовка на эскизе изображается в том положении, которое она принимает при выполнении данной операции. Обрабатываемые по­ верхности обозначаются линией толщиной 2S. При этом не допус­ кается обводить обрабатываемые поверхности цветными каранда­ шами или тушью. Базы и крепление заготовки обозначаются в со­ ответствии со стандартом. На эскизах указывается шероховатость обработанных поверхностей, которая получается на данной опера­ ции (переходе), наносятся размеры и допуски.

Режущий инструмент (сверла, метчики, развертки) изображается в исходном или конечном положении для всех остальных инстру­ ментов. При этом указывается направление подачи, вращения инст­ румента и заготовки.

Каждый операционный эскиз должен иметь номер операции и ее наименование. На эскизе должно быть содержание операции (по аналогии с операционной картой), рамка с режимами резания и нормой времени.

На общем виде приспособления должны быть проставлены габа­ ритные размеры, размеры между осями, посадочные размеры, тон­ ким контуром наносят контуры заготовки.

Спецификация выполняется на отдельном листе формы 1 и 1а в соответствии с ЕСКД и помещается в пояснительной записке.

На чертеже режущего или вспомогательного инструмента при­ водятся общий вид инструмента с размерами и отклонениями его рабочей части, соответствующие разрезы и сечения. Для сборного инструмента составляются спецификация и технические требования на изготовление, которые помещаются в пояснительной записке.

ОФОРМЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ

Состав и формы карт, входящих в комплект документов, зависят от типа производства, вида технологического процесса (единичный, типовой, групповой) и степени использования средств вычисли­ тельной техники (САПР ТП) и автоматизированной системы управ­ ления производством (АСУП).

В маршрутном технологическом процессе содержание операций излагается только в маршрутной карте (МК) без указания техноло­ гических переходов.]

17

процесса изготовления изделия в технологической последователь­ ности по всем операциям обработки с указанием переходов, данных о средствах технологического оснащения, материальных и трудо­ вых затратах и технологических режимов.

Формы и правила оформления карт технологического процесса оговорены в ГОСТ 3.1404-86, ГОСТ 3.1127-93, ГОСТ 3.1129-93, ГОСТ 3.1103-82.

Карта эскизов (КЭ) механической обработки заполняется и оформляется в соответствии со стандартом.

К особенностям оформления КЭ следует отнести: при одноинструментальной обработке на эскизе не изображается режущий инст­ румент, не записываются содержание операции или перехода и ре­ жимы обработки во всех случаях; при многоинструментальной об­ работке, когда в одной наладке работает несколько инструментов, на операционных эскизах необходимо показать режущий инстру­ мент в конечном при обработке положении.

При выполнении операции на многопозиционных станках необ­ ходимо составлять эскизы на каждую рабочую позицию с указани­ ем «Позиция № ...».

Выполняются КЭ по формам ГОСТ3.1105-84 (5 и 5а).

Операционные карты технического контроля оформляются по ГОСТ 3.1502-88. Эскиз контролируемой детали располагают на по­ ле карты, указывают все размеры, подлежащие контролю, техниче­ ские условия и требования к качеству поверхностей.

Требования по охране труда записывают во всех технологиче­ ских картах МК, ОК, КЭ.

Содержание информации, вносимой в графы технологических карт (по ГОСТ 3.1118-82)

АНомер цеха; участка; рабочего места, где выполня­ ется операция; номер, код и наименования опера­ ции; обозначение документов, применяемых при выполнении операции

19